[发明专利]作为用于胶乳的聚结剂的含酸聚合物

说明书

技术领域

本公开涉及水性涂料组合物，包括低VOC或零VOC水性涂料组合物。

背景技术

聚结剂是高沸点溶剂(蒸发缓慢)，用于降低涂料、油墨、其他涂料组合物等的最低成膜温度(minimum film formation temperature，MFFT)。特别是在涂料制剂中，聚结剂用作临时增塑剂，以将胶乳的玻璃化转变温度(T_g)降低到胶乳的干燥温度以下，从而良好的成膜。

通常，聚结剂通过软化胶乳中的聚合物颗粒起作用，使得当涂层固化时能够形成连续的膜。为了提高效果，通常期望聚结剂具有良好的水解稳定性和低水溶性。

典型的涂料制剂可以包括一种或多种在涂料固化时用于促进连续膜的形成的聚结剂，其范围为0.1至10重量％。这一市场历来主要由挥发性化合物占据，所述挥发性化合物如单异丁酸2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇酯(以商品名TEXANOL购自Eastman Chemical)或苯甲酸2-乙基己酯(以商品名378购自Velsicol Corporation)。然而，在涂料固化过程中这些挥发性有机化合物(volatile organic compounds，“VOC”)的排放会对环境和健康带来不利影响。

可以使用几种方法提供低VOC或零VOC胶乳涂料。然而，这些涂料通常具有较不期望的性质。例如，可使用反应性稀释剂代替传统的聚结剂。但高反应性稀释剂的保存期短，不适合于建筑涂料，而低反应性稀释剂不够有效且耐粘连性差。因此，仍然需要具有期望性能(包括良好的耐粘连性和耐擦洗性)的低VOC或零VOC水性涂料组合物。

发明内容

本文提供水性分散体。水性分散体可以包含：第一共聚物，源自一种或多种烯键式不饱和单体；和第二羧基官能共聚物，源自一种或多种含羧酸的单体。水性分散体可用于制备具有期望性能(包括良好的耐粘连性和耐擦洗性)的低VOC或零VOC水性涂料组合物。

例如，本文提供水性分散体，其包含：(a)多个颗粒，包含源自一种或多种烯键式不饱和单体的第一共聚物；和(b)第二水溶性羧基官能共聚物，源自一种或多种含羧酸的单体。第二共聚物的酸值可以为50至250，并且可以用挥发性胺碱至少部分中和。

第一共聚物的理论T_g可为17℃至35℃。第二共聚物的理论T_g可比第一共聚物的理论T_g低至少20℃。例如，第二共聚物的理论T_g可比第一共聚物的理论T_g低20℃至30℃。在一些实施方案中，第二共聚物的理论T_g可为-10℃至10℃。

第一共聚物的数均分子量可为15,000Da或更高(例如，15,000Da至250,000Da)。第一共聚物可源自一种或多种选自苯乙烯、丁二烯、甲基(丙烯酸酯)单体、乙酸乙烯酯、乙烯基酯单体及其组合的烯键式不饱和单体。

在一些实施方案中，第一共聚物可为丙烯酸类共聚物。例如，第一共聚物可源自一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体，一种或多种含羧酸的单体，以及任选的一种或多种其他烯键式不饱和单体。在一些情况下，第一共聚物可源自大于80重量％的一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体，基于用于形成第一共聚物的所有单体的总重量计。在某些情况下，一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体可选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸甲酯及其组合。任选地，第一共聚物还可源自一种或多种含羧酸的单体。例如，在一些实施方案中，第一共聚物可以源自大于0重量％至5重量％的一种或多种含羧酸的单体，基于用于形成第一共聚物的所有单体的总重量计。

第二共聚物可以以1重量％至20重量％的量存在于水性分散体中，基于存在于组合物中的多个颗粒的干重计。第二共聚物的数均分子量可小于30,000Da。例如，第二共聚物的数均分子量可为2,000Da至20,000Da，或4,000Da至8,000Da。

第二共聚物可源自一种或多种含羧酸的单体(例如，一种或多种含羧酸的单体可选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸及其组合)。在一些实施方案中，第二共聚物可源自5重量％至35重量％(例如，10重量％至20重量％)的一种或多种含羧酸的单体的，基于用于形成第二共聚物的所有单体的总重量计。